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Ｗ０ ｉ－Ｄ 信息技术 郑州电气装备总厂 李晓慧 宋国福 娟 河南机电高等专科学校 宋强迫油循环风冷却器是大型电力变压器的冷却控 制装置，目前大都采用传统的温度继电器控制模式，由 于其控制电路的设计存在接线复杂、接点多、可靠性低 及自动化程度低等许多缺陷，传统的温度继电器控制已 越来越不能满足变电站自动化控制的要求。本文提出的 ＰＬＣ及变频技术在大型变压器风冷却器控制中的结合 应用，一方面简化了控制系统的结构，提高了系统的可 靠性，提高了控制系统的自动化程度；另一方面可以有 效地节能，避免了冷却器的频繁投切，降低了冷却器的 运行噪音。 一、风冷却器控制系统的构成 图１风冷却器控制系统框图 器为例，每台采用四组ＹＦＺＬ一２００风冷却器，总功率约 ３０ＫＷ，均匀分布在变压器纵向两侧。 控制系统构成框图如图１所示。系统主要由ＰＬＣ、 变频器、控制台、冷却系统构成。 １．系统以某变电站三台ＯＤＦＰＳＺ一２５００００／５００变压 表２音乐语言方案与英语和汉语的对比 类型 英语 基本音 音素 与英语同 ４８ ２６ 词法 无词形变化 句法 与英语同 言。由于具有韵律的特征，读起来琅琅上口，易学易懂。 音阶即为数字，不必再进行数字化，简化了语意辨析的 比对工作，不易产生歧义。如此处理以后，弱化对英语语 法的倚赖，最终形成一种性的语言。 在语法规则上，汉语也有可借鉴处，汉语不是靠动 词的词法来限定语言的时空环境，而是靠时间状语和虚 词。动词的数量庞大，靠词法来表达时态，就得在记住数 韵律语 ７ 词形变化复杂 复杂 Ｉ汉语 ６０ 轻声１４１８、加４声和 ３３２ 无词形变化 简单 汉语采用虚词的方法而用标记来区别。 量庞大的动词的同时记住变化规则，特别是不规则变化 令人头痛。而汉语在这个问题的处理上就很巧妙，用屈 指可数的几个虚词就化解了这一难题。 四、方案的实施 三、关于韵律化“音乐语言”方案可行性的讨论 音阶国际通用，歌唱是人类的本能与天赋，人类普 遍爱好和擅长，利用人类的本能与天赋来解决人机语音 交流的问题是理所当然的选择。 “音乐语言”是一种韵律语言，脱胎于英语，用七分 音阶代替英语２６个字母的发音，忽略词法和句法，记住 每个字、词、句的音阶即可。没有词法和句法是不是无法 第一阶段，可将英语作为中介，利用键盘录入英语 句子，用程序把２６个字母转换为七分音节，通过语音发 生器发出七分音阶的音，由接受器接收，传输给计算机 的语音分辨系统预处理，再经语意识别系统进行语意识 别。计算机讲话的过程与之相反。 第二阶段，计算机的语音分辨系统升级到能直接分 辨音阶，则抛开语音发生器，用接收器直接接收人类发 进行语言的组织了呢？其实不然，回顾人类学习和使用 语言的过程我们发现，学习语言的初级阶段，往往顾忌 语法、词法。灵活运用以后语法和词法就淡化了，没有一 个人在讲话前先想一想词法和语法吧。 简化的语言在于简单的语音、词法、语法，“音乐语 言”完全符合这一条件，是名副其实的数字化韵律语 出七分音阶的音。 第三阶段，人类直接使用这种“音乐语言”（暂且 如此定义）与计算机进行对话交流。 河南科技２００６．８ ２：４５ 维普资讯 http://www.cqvip.com
Ｊ了 Ｌ ■●—●■■■ 信息技术 ２．风冷却器控制系统采用两路电源，一路工作，一 置将发出“变压器跳闸”信号，该信号与变压器的主保 护组合后，控制变压器的跳闸。同时发出“变压器油温 路备用。当工作电源故障时，启用备用电源，若两路电源 均故障，则报警。 高”的报警信号。自动手动状态为本装置和冷却器组 启、停及故障检修提供很大的方便。 延时切除。当变压器油温下降，以油温变化率为依 据进行切除延时时间的控制，避免了冷却器组的频繁启 停，提高了抗干扰性能。当主变压器停机时，停机信号送 入ＰＬＣ，装置将延时３０ｍｉｎ后再切除正在运行的所有冷 却器组 。 ３．ＰＬＣ根据温度信号、负载电流、频率信号及故障 信号来控制各个冷却器的投切，ＰＬＣ包含ＰＩＤ环节，将 设定油温与实测油温进行比较，经比例积分发出频率给 定命令，给定变频调速的冷却器的频率；同时将故障信 号传送到控制台。设定油面温升不超过５０℃，变频器频 率上限为５０Ｈｚ，下限为２０Ｈｚ，负载电流超过额定值的 ７５％，所有的冷却器全部投入 ４．每台变压器变频控制采用各冷却器轮换调速的循 环软起动冷却控制方式。所有的冷却器（油泵电机和风 扇电机）既可以工频运行又可以连接到变频器上，最初 变频器带动一台冷却器运行，输出频率达到上限时将该 冷却器切到工频电源恒速运行，变频器则连接到第二台 冷却器上，依次类推。温度过低时，根据输出频率达到下 限的信号按照起动顺序依次切除恒速运行的冷却器即 可。在变频器的有效频率调节范围内，可依据变压器负 荷情况，自动调节处于变频运行状态冷却器上的油泵电 动机和风扇电动机的转速，以调整冷却器的单台冷却容 量来适应变压器负荷的变化…。 由于对冷却器上的油泵电动机和风扇电动机的转 速调节要求不高，因此，考虑可采用转速开环恒压频比 控制的变频调速方案。选用变通的通用变频器陶，其结构 简单，成本较低。 ５．变频器根据ＰＬＣ发出的投切指令，投切相应的 冷却器。若需投入新的冷却器，则延时断开当前正处于 变频控制的冷却器变频回路接触器，延时接通该冷却器 的工频回路接触器，接通应投入冷却器的变频回路接触 器，使其处于变频状态。若需切除冷却器，则按照先启先 停原则，延时３０分钟后，将投入最早的冷却器依次切除。 ６．电控部分及其他部分包括配电电源、各冷却器线 路接触器、热继电器、电流互感器、油流继电器等用来反 映各冷却器的工作状态及故障信息。 二、风冷却器控制系统的功能 冷却器组能根据温度、负荷电流及变频器频率精确 地进行不同组的投、切。能根据温度及负荷电流的变化， 变频起动冷却器，对其进行变频调速，使电机起动平稳， 减小了电流冲击，并通过调速降低电机噪音，以达到节 能的目的 装置对每台风机、油泵电机及油流继电器都设置有 故障检测电路，当电机发生过载、短路、缺相等故障或工 作、备用电源故障时，ＰＬＣ将作出相应的处理，并发出故 障报警信号。 当冷却器全停、交流电源全消失、变压器超温时，装 ４６ 河南科技２００６．８上 三、系统的软件设计 在主程序中，ＰＬＣ上电初始化，检测系统各部分状 态信息，若有报警信息则首先发出警告，若无报警信息， 则开始从１＃冷却器（１＃冷却器被切除出系统，则从冷 却器号最小的在线冷却器）变频启动，实时检测油面温 升并进行ＰＩＤ运算，控制变频器的输出频率，保持油面 温升恒定；当变频器输出频率达到频率上限，油面温升 仍大于预设值时，发出加冷却器信号，投入下１台冷却 器，即将１＃冷却器切换为工频，变频启动２＃冷却器 当 油面温升小于预设值，变频器输出频率降到频率下限 时，发出减冷却器信号，延时一段时间后根据先投先停 的原则，停止正在运行冷却器中运行时间最长的工频冷 却器，直至油面温升达到设定值。 系统刚启动时，情况简单，首先启动一号冷却器即 可。但考虑几台冷却器联合运行时隋况复杂，任１台至 ４台冷却器可能正在工频自动方式下运行，而其他冷却 器则可能在变频器控制下运行，因此必须预先设定增减 冷却器的顺序。即获得加冷却器信号后，按照１号、２ 号、３号、４号的顺序优先考虑。获得减冷却器信号后，按 照４号、３号、２号、１号的顺序优先考虑。 本控制系统的软件以西门子公司的ＳＩＭＡＴＩＣＳ７系 列编程软件进行梯形图设计，通过专用电缆把程序下装 到ＰＬＣ中。ＳＩＭＡＴＩＣＳ７系列编程软件的梯形图是逐行 扫描，ＰＬＣ软件设计思路是列出所有冷却器可能的运行 状态，每种状态处理有两种情况，有温度上限信号、有频 率上限信号时增加冷却器，当无温度上限而有频率下限 信号时减少冷却器，按照先启先停的原则，可列出冷却 器运行的所有组合状态表。只要列出冷却器的各种状 态，给出相应的处理程序即可。 参考文献 ［１１李福彦．变压器．２０００．５． ［２１颜世钢，魏殿杰．电力自动化设备．２００２．８． ［３１陈树．变频调速系统设计与应用．机械工业出版社 ２００５．４ｌ９８—１９９． ［４］黄献生，吴启良．广西电力．２００２．３． ［５１陈伯时．交流调速系统．机械工业出版社．２００５．４．
